说明钻井液固相对钻速的影响。
钻井工程中影响机械钻速的因素分析及应对措施
248近年来，随着全球经济的快速发展，各个国家争先发展石油、天然气等资源，石油企业在国家经济发展中占据着重要地位。
在油气的勘探过程中，钻井是油气勘探的重要环节，但钻井工程危险系数高、难度大，而且机械钻速直接影响着钻井工程的进度。
为了获得很多的经济效益，减少在钻井过程中出现问题，必须对影响机械钻速的因素进行研究、分析，找出合理的解决措施，才能促进经济的增长，才能加快钻井工程的进度，按时完成任务。
因此，本文对分析钻井工程中影响机械钻速的因素是很有必要的。
1 影响机械钻速的因素1.1 地层构造的影响目前，在石油资源的勘探过程中，地质条件对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，石油资源是一种不可再生资源，是在漫长的历史进程中形成的，是在地层的岩石底下形成的。
所以，岩石的坚硬程度对机械钻速有很大影响。
一方面，如果油田是深层油田的话，地层岩石较厚而且坚硬，开采难度相对较大，影响机械钻速，影响整个钻井工程的进度。
例如，塔里木油田的地质层较厚，油田埋藏较深，多为山地环境，给钻井工程造成很大的困难，严重影响了机械钻速的进程，而且在钻井的过程中井漏、卡钻的现象时常发展。
另一方面，对于埋藏较浅的油田，经过长时间的开采，油田容易出现亏空现象，也容易造成卡钻、井漏现象，影响机械钻速的发展，给钻井工程造成很大难度。
所以，地层构造对钻井工程机械钻速的影响是非常大的，在油气勘探的过程中必须引起相关人员的重视，以致发生不必要的后果，造成人员的伤亡，影响企业的发展。
1.2 钻井液的影响众所周知，大功率的机械在做功的时候会有润滑油，起到保护机器，减少摩擦，帮助冷却的作用，在油气勘探钻井过程中也不例外。
目前，在钻井过程中用到的钻井液主要有润滑性、流变性等因素，旨在提高钻井过程中机械钻速，提高效率，增加产量。
钻井液中所含的因素对机械钻速的影响非常大，例如，钻井液中固相含量越高，机械钻速就会越低，反之亦然。
所以，在钻井的时候，一定要掌握好钻井液中各成分的含量，以免对机械钻速产生影响。
钻井液对钻井效率的影响因素分析
因此 ， 钻井过程 中， 应根据地层岩石 的特点 ， 井深、 井身结构 、 钻井液等类型来确定一个 比较现实的失水
量， 既能保持较高钻速又不引起井眼危险。坚持在井壁 允许的情况下， 当放宽失水量的要求 ， 适 以最大限度地 提高钻井速度的原则。如井浅时可放宽 ， 裸眼时间长从 严， 胶结致密的砂岩、 石灰岩和白云岩等地层 ， 失水量不 作要求 ， 对易吸水膨胀 、 垮塌 的页岩和易垮塌的其它地 层， 失水量应严格控制 ， 使用盐水钻井液应放宽 ， 使用淡 水 钻井 液应从 严等 。
由于几乎 不可 能改 变 钻 井 液 的一 个 性 能而 不 影 响
其他性能， 且最好的钻井液应该能在清洗井筒所必须的
流量下产生适当的水功率 ， 用以与钻压和转速相配合而 清洗钻头 ， 并使作业费用最低 ， 这些变量的组合还应 能 使井壁稳定， 满足地层评价的要求而安全顺利钻达 目的
层。因此 ， 要结合具体条件 ， 对这些性能进行综合评价 分析 ， 从邻近井的资料 中分析影响施工效率的各项 因 素， 了解钻 遇 的复杂情 况 和 处理 方 法 ， 以取 得成 功 的经 验， 确定改进钻井液陛能的方案 ， 优化钻井液设计， 减少
４ １ 日常性 能维护 ．
２ １ 年第 ｌ 期 ０１ ２
物通常有双重作用 ， 它能使 阳离子交换能力弱的页岩相 互结合 ， 并有 效地 中和 其 电性 而 呈 絮凝 状 态 ； 于 阳离 对
子交换 能力 强 的膨 润 土 ， 聚合 物 不 能 中和 其 所 有 的 电
针对 不 同的构造 、 层及 钻 井 性 质 等 ， 据 钻 井 过 地 依 程 中出现 的不 同情况 ， 钻 井 液进 行 灵 活合 理 的维 护 ， 对
钻井液固相控制技术及设备(钻机厂)
钻井液固相控制技术及设备第一章钻井液中的固相及其影响第一节概论钻井液是钻井过程中使用的循环流体，它是液体固体和化学处理剂的混合物。
钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相，岩屑是钻井中的最主要的有害固相。
有害固相在钻井过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性、流动阻力增加，其结果导致损害油气层，降低钻速，增加钻盘扭矩，起下钻遇阻，粘附卡钻，井漏井喷等井下复杂情况，对钻井液循环系统造成磨损。
第二节钻井液的作用与组成一、 作用：1、清洗井底2、携带岩屑3、冷却和润滑钻头及钻柱4、形成泥饼保护井壁5、控制与平衡地层压力6、悬浮钻屑和加重剂沉砂7、提供地层资料保护油气储层防止伤害8作为动力液传递水功率。
二、 钻井液组成1、水－淡水、盐水、咸水和饱和盐水2、膨润土－钠膨润土，钙膨润土3、化学处理剂－无机类、有机类、表面活性剂类、高分子聚合物类4、油－轻质油或厚油类5、加重剂－重晶石类、赤铁矿6、气－空气、天然气，三、 液相选择的原则选择何种液相主要取决于对所钻地层需要的抑制作用。
液相抑制能力强可防止流体减少和活性固体的膨胀，抑制地层的造浆。
第三节固相颗粒粒度的影响（固相颗粒粒度通常指颗粒的大小尺寸）一、固相颗粒粒度对钻速的宏观影响宏观上钻井液中不同性质的固相颗粒对钻速影响不同，小于1微米的胶体要比粗颗粒的影响更严重，在固相量大于6%时，分散性钻井液细颗粒与不分散钻井液细颗粒固相对钻速的影响几乎一样，当固相含量低于6%时，不分散钻井液比分散钻井液的钻速要高，固相含量越低，钻速差别越大，这是因为固相含量低于6%时，分散性钻井液中的胶体颗粒所占的百分比越大。
二、 固体颗粒粒度的微观影响任何水基钻井液中的颗粒，其表面都吸附水分子，自由液体受到约束。
钻井液中的钻屑在钻井循环中不断破裂，其表面积不断增加，因而增加了吸附的水分子。
一个小颗粒被立体型分裂后，颗粒变为多少倍，表面积就增加多少倍。
钻井液
钻井液基本知识钻井液是用于钻井的流体，在钻井中的功用：1、清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁。
2、平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。
3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。
4、为井下动力钻具传递动力，5、冷却钻头、钻具。
6、利用钻井液进行地质、气测录井。
钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。
一、钻井液密度1、钻井液密度概念：单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度，其单位是克/厘米3（g/cm3）常用符号表示。
现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。
2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中：P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0.05—0.1气层附加0.07—0.15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降，另外，气体进入井内，也会引起液柱压力降低，因此钻井液密度要有附加值。
3、钻井液密度与钻井工作的关系：在钻井作业中，钻井液密度的作用是通过钻井液柱对井底和井壁产生压力，以平衡地层中油、气压力和岩石侧压力、防止井喷、保护井壁，同时防止高压油气水侵入钻井液，以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况，在实际工作中，应根据具体情况，选择恰当的钻井液密度，若钻井液密度过小，则不能平衡地层流体压力，和稳定井壁，可能引起井喷、井塌、卡钻等事故，若钻井液密度过大则压漏地层，并易损害油气层。
钻井液对钻速有很大的影响，密度大液柱压力也大，钻速变慢，因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。
造成重复破碎，降低钻头破碎岩石的效率，使钻速下降，通常在保证井下情况正常的前提下，为了提高钻速，应尽量使用低密度钻井液。
二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度是指钻井液流动时，固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计和旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位是秒。
钻井液基本知识
钻井液基本知识钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。
2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。
3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。
4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。
6、利用钻井液进行地质、气测录井。
钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。
一、钻井液密度1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。
现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。
2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中:P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。
3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。
钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。
造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。
二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。
第一节 钻井过程中各参数间的基本关系
一、影响钻速的主要因素及钻速 方程
1.钻压对钻速的影响
OA段：钻压小，钻速Vpc很小。
AB段：钻压增大，钻速Vpc随 钻压增加成线性关系增大。
钻速与钻压的关系曲线
BC段：当钻压增大到一定值WB时，钻压增大,钻速 改进效果并不明显。
实际应用中,以直线段为依据建立钻压(W ) 与钻速(Vpc)的定量关系,即:
v pc K R (W M )n
1 C pCH
1 C2h
1.M和λ的确定——五点法钻速试验 (1)基本思路
三、钻进方程中有关系数的确定
保持钻速方程中的其它参数恒定，采用两种转 速nmin、nmax钻进同一地层，可得到两个不同钻速值 Vpcmin、Vpcmax，代入钻速方程，联立求解转速指数λ。
牙齿磨损量增大，其工作面积增大，磨损速度减小。
dh 1
dt 1 C1h
式中：
C1称为牙齿磨损减慢系数,
与钻头类型有关,其数值见表4-2。
4.牙齿磨损速度方程
dh
A f (a1n a2n3 )
dt (Z 2 Z1W )(1 C1h)
式中：Af 称为地层研磨性系数。 Formation abrasivity
v pc v pco e p
压差影响系数：
C p v pc e p v pc 0
式中: vpc ---实际钻速,m/h; vpc0 ----零压差时的钻速,m/h; p ---- 井底压差,MPa； β----与岩石性质有关的系数。
(2)钻井液粘度对钻速的影响
a.钻井液粘度增大，将会增大环空压降，使井底
压差增大，钻速降低； b.钻井液粘度增大，钻柱内压耗增大，在泵压一定
钻井工程试题及答案(第四章)
第四章 试题及答案一、简答题1． 影响钻进速度的主要因素有哪些，哪些为可控制的因素？简要分析这些可控因素对钻进速度的影响。
答：影响因素：地质条件、岩层性质和钻井深度等客观因素；钻头类型、钻井液性能、水力参数、钻压、转速等可控变量。
钻头类型：因不同的钻头类型适用于不同的地层，选择好钻头可获得高的机械钻速。
钻井液性能：密度增加会降低机械钻速；粘度增加会降低机械钻速，固相含量增加会降低机械钻速，钻井液的分散性增加钻速降低。
钻压：增加钻压，提高机械钻速。
转速：增加转速，一般机械钻速提高，但当钻头齿的接触时间小于破碎岩石的接触时间时，钻速降低。
2． 写出修正的杨格模式钻速方程，简要分析该钻速方程中所列因素对钻进机械钻速的影响规律。
答：杨格模式钻速方程为：H P R pc C C hC n M W K 211)(+-=λυ式中 pc υ——钻速，m/h ； W ——钻压，kN ； M ——门限钻压，kN ； N ——转速，r/min ；R K 、λ、2C 、H C 、P C 、h 为无因次量。
钻速方程考虑的因素对钻进机械钻速的影响规律如下：（1）岩石可钻性：它包含了岩石强度，以及与可钻性有关的钻头类型和泥浆性能等对钻速的影响；可钻性越大钻速越高。
（2）井底压差：随着井底压差的增加钻速减小。
（3）单位钻压：随着单位钻压的增加钻速增加。
（4）转速：转速的增加钻速增加。
（5）水力净化和水力参数：随着井眼净化程度和水力能量的提高钻速增加。
（6）牙齿磨损：磨损量增加钻速降低。
3． 什么是喷射钻井？喷射钻井能大幅度提高钻速的主要原因是什么。
答：简单地说喷射钻井就是充分利用钻井液通过喷射钻头所形成的高速射流的水力作用，以提高机械钻速的一种钻井方法。
喷射钻井的一个显著特点，是从钻头喷嘴中喷出强大的钻井液射流。
它具有很高的喷射速度，具有很大的水力功率，它能给予井底岩屑一个很大的冲击力，从而使岩屑及时迅速地离开井底，始终保持井底干净。
钻井液基础知识[管理资料]
![钻井液基础知识[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c2a400154270722192e453610661ed9ad515514.png)
钻井液基础知识钻井液的概念：钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。
粘土是具有可塑性的、软、有各种颜色的泥土。
一般是含水氧化铝的硅酸盐，由长石和其它硅酸盐分解而成，颗粒直径约在0.1-100μm之间，在水中有分散性，带电性、离子交换性，属于多级分散体系。
简单地说，钻井液是粘土分散在水中形成的溶胶悬浮体（颗粒直径小于2μm）为使钻井液满足钻井工艺要求，常加入各种化学处理剂及惰性物质来调节钻井液的性能，使钻井液“由稀变稠，由稠变稀”。
因此钻井液的性能变化受粘土、水和化学处理剂三方面因素的影响。
我国标准化委员会钻井液分委会将钻井液分为八种：1、淡水钻井液：由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。
2、钙处理钻井液；3、不分散低固相聚合物钻井液；4、盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液）5、饱和盐水钻井液；6、钾基钻井液；7、油基钻井液；8、气体（包括一般气体及气泡）钻井液。
各类新型钻井液体系：正电胶（MMH）钻井液体系、聚合物-铵盐钻井液体系、两性离子聚合物钻井液体系、大小阳离子钻井液体系、水基无粘土相钻井液。
我国于1986年经钻井液标准化委员会研究决定，把钻井液材料分为16类：1、粘土类：主要用来配制原浆，亦有正反增加粘切、降低漏失量作用，常用的膨润土、抗盐土及有机土等；2、加重材料：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷；3、降滤失剂：主要用来降低钻井液的漏失量，常用的有CMC、预先胶化淀粉，聚丙烯酸盐等；4、降粘剂：改善钻井液的流动特性，如粘度、切力，以增加可泵性，减少摩阻。
常用的有单宁、各种磷酸盐、褐煤制品、木质素磺酸盐等5、增粘剂：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，增加胶凝强度以形成高流阻。
常用的有CMC、高聚物、预先胶化淀粉等。
6、润滑剂：主要用来降低摩阻系数，减小扭矩，增加钻头的水马力以及防止粘卡。
常用的有某些油类、石墨、塑料小球及表面活性剂。
钻井液对钻井的影响及对策(毕业论文)
钻井液对石油钻井的影响及对策1.绪论石油钻井是一项复杂的技艺工程，需要诸多方面的工种协调密切配合才能使钻井顺利完成。
钻井主要的工种有钻井、内燃机、石油泥浆。
这是紧密联系的三兄弟。
有人形象比喻说：“石油内燃机犹如人的心脏、钻井液（泥浆）犹如人的血液、石油钻井犹如人的骨骼。
”我认为这种比喻有一定的道理。
石油钻井就是由这三种主要的工种组成的一个完整的钻井体系。
钻井技术不断发展，对钻井液要求越来越高。
钻井液性能好坏在很大程度上决定了钻井的成败。
而钻井液性能的好坏是靠处理剂来调节的。
最早使用的钻井液处理剂是天然高分子化合物，例如丹宁、栲胶和无机物来处理钻井液。
后来引进聚丙烯酰胺钻井液。
现在又使用了阳离子、两性离子和正电胶钻井液等，这些都借用了化学学科特别是高分子化学的发展。
钻井液处理剂材料更是和高分子化学密不可分。
因此，钻井液对石油钻井影响很大。
2. 什么是钻井液钻井液就是在钻井过程中的其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。
钻井液的循环是通过钻井泵来维持的，从钻井泵排出的高压钻井液，经过地面高压管、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头，从钻头水眼上的喷嘴喷出，从清洗井底、携带钻屑。
然后由沿环形空间（钻柱与井壁形成的空间）向上流动。
到达地面后，经地面，低压管汇流入钻井液池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入钻井泵循环再用。
钻井液经流的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。
要深入了解钻井液对钻井的影响还要知道钻井液的作用。
3.钻井液的作用3.1携带和悬浮岩屑是钻井液首要和最基本的功能在悬浮中，沿钻杆向下或从钻孔中向上流动的钻井液有时会停止运动。
出现这种情况只能有两种原因：一是出现了故障，二是在更换钻头时将钻杆提出了钻孔。
钻探停止时，悬浮在钻井液中的钻屑就会沉入钻孔的底部，将钻孔堵塞。
钻井液被设计为具有一种非常有趣的特性，而该特性可以解决这一问题。
钻井液的稠度（或粘度）随钻井液流速降低而增加。
水平井钻井速度影响因素及提速措施分析
水平井钻井速度影响因素及提速措施分析摘要：提高水平井钻井的速度是研究钻井新技术的热点，在分析影响钻井速度因素的基础上，从科学管理、优化井身结构和轨迹控制、优化钻井液和改善钻井设备等方面探讨了提高水平井钻井速度的措施，并介绍了未来在水平井钻井中可能采用的新技术。
标签：水平井;钻井;钻速引言在油气田开发的过程中，钻井工程是一个重要的手段和环节，投入高、风险大、技术密集，投资占勘探开发的50%以上。
钻井速度直接影响油气田开发的效益，但近年来水平井钻井施工中遇到了很多复杂情况，影响了工程进度和钻井效益，为了改善钻井质量、提高钻井效率、防止钻井安全事故和获得更大的经济利益，对水平井的钻井速度提出了更高的要求。
1 钻井速度的影响因素1.1 地质特征地质特征是影响钻井速度的重要因素之一，复杂的地质情况，特别是深井、超深井地质情况不明，地质预告不准等原因会给钻井施工带来一定的困难，导致钻井中遇到喷、漏，塌、卡等复杂情况，影响钻井速度。
地层的稳定性还会影响到增斜降斜的效果，使水平段稳斜困难，增加了轨迹控制的难度。
地层的压实程度不同，对钻速的影响不同，如随着井深的加深会有更大的压实程度，成岩性好而使机械钻速下降[1]。
1.2 钻井工具因素钻井工具的选择作为水平井提速的主动、关键的因素直接影响到各种情况下的钻井速度。
由于水平井有特殊的地质结构和岩性，施工钻头必须有较好的密封性、耐磨性和抗冲击能力，不同厂家生产的钻头适应性不同，品质不同，选型不同，都会影响钻井速度。
三牙轮钻头定向、增斜比较容易，但是牙轮钻头的使用寿命相对短，起下钻次数比较多，延长了工程周期。
PDC钻头复合钻进比较快，但是增斜降斜的效果不好，工具面浮动范围大，受钻压的影响较大，托压现象严重。
螺杆的选择和使用同样会影响钻井速度，水平井从造斜、增斜、稳斜、水平段都要使用螺杆进行复合钻进，不同弯度的螺杆造斜能力不同，良好的造斜能力能减少滑动钻进进尺，螺杆的寿命以及能否正确的使用螺杆都对钻井速度都有影响[2]。
土木建筑工程：钻井工程考点
土木建筑工程：钻井工程考点1、填空题根据封固井段和（）、（）情况确定套管扶正器安放位置、数量、粘接或电焊根数和位置。
正确答案：井径；井斜2、问答题钻进时，井下情况一切正常，起钻时发生井涌，为什么？怎么处理？（江南博哥）正确答案：井内泥浆比重偏低，因为钻井时作用于井底底是当量泥浆比重，它高于井内底泥浆比重，加上钻进过程中井眼中有岩屑，如果起钻发生井涌，必须将钻具下回井内，调整泥浆比重到满意数值。
起钻前检查溢流情况，正常后起钻。
3、填空题储能器中充装的气体只能用（）。
正确答案：氮气4、填空题沥青类物质的亲水性（），亲油性（）。
正确答案：弱；强5、填空题在五点法钻速实验中，实验的相对误差小于（）正确答案：15%6、单选井涌流体是天然气，排出井涌流体过程中，什么时候套管压力达到最大值（）。
A、刚开泵时B、天然气到达井口时C、天然气全部排出井口时D、天然气排出一半时正确答案：B7、填空题（）就是等上区段工作面采完后，间隔一定时间，沿被废弃巷道的边缘，掘进下一个工作面的区段回风平巷。
正确答案：沿空掘巷8、填空题刹把与水平面的夹角一般以（）为宜。
正确答案：35º9、判断题套管下入井底后进行正循环时，泵排量可选用与正常钻井排量一样。
正确答案：错10、单选随井底压差的增大，钻速将（）。
A、变大B、变小C、不变D、不确定正确答案：B11、填空题油气层及油气层以上（）m，起钻速度不得超过（）m/s。
正确答案：0.02；1012、填空题动塑比控制在（）（Pa／mPa·s）是比较适宜的。
正确答案：0.36-0.4813、单选卡瓦打捞筒打捞的鱼头有毛刺或微变形时可加压（）千牛进行磨铣。
A、5～10B、10～20C、20～30D、30～50正确答案：B14、判断题硫化氢具有强氧化性，可以使钻杆或套管产生碎断。
正确答案：对15、填空题“六个为零”指的是，（）。
正确答案：人身伤亡事故为零，火灾爆炸事故为零，重大机械责任事故为零，重大交通责任事故为零，重大工程责任事故为零，环境污染事故为零16、问答题简述异常低压的成因？正确答案：（1）生产多年而又没有压力补充的枯竭油气层。
钻井液固相含量及其测定方法
的处理剂
固相
无用固相（有害固相）： 劣质土、钻屑、沙粒等
化学处理剂
无机、有机及高分子化合物
TUHA
DRILLING
固相含量的概念
固相
钻井液中加重剂、岩屑及黏 土等固体颗粒所组成的体系
固相含量
钻井液中全部固相的体积占 钻井液总体积的百分数，用% 表示
固相含量的影响
TUHA
固相含量高对井下安全的影响
TUHA
DRILLING
操作注意事项
注意 事项
样品通过马氏漏斗的筛网（12目）
1
以清除堵漏材料、较大的钻屑或岩 块。
若钻井液气泡较多，可加数滴消
2 泡剂。
3 操作时蒸馏器必须竖直。
4 注意保护加热棒和用电安全。 5 蒸馏时须留意时间，一般约20-
30分钟。
TUHA
DRILLING
实验数据计算
公式：V固=100%-（V油+V水）
V固——钻井液总固相含量，% V水——测得的钻井液中水的体积含量，% V油——测得的钻井液中油的体积含量，%
示例：通过蒸馏，量筒收集到的冷凝液的体积分数 如下图所示，V油=2%，V水=85%，求V固。
解：V固=100%-(2%+85%)=13% 答：该钻井液样品固相含量为13%。
V油=2% V水=85%
颗粒 大小
钻井液所含的细颗粒含量越高，对钻速影响越大。
固相含量的测定
TUHA
固相含量测定仪（ZNG-A型号）
DRILLING
冷凝器
液体接收器 样品杯杯盖
加热棒
蒸
套筒
馏
器
样品杯
TUHA
固相含量的测定程序
DRILLING
钻井液性能及其测试
一 钻井液密度
1. 钻井液密度与安全密度窗口
泥浆压力P泥和破裂压力P破 除了P塌之外，裸眼井段还有地层流体压力（P地）和地
层破裂压力P破（P漏）等两个地层压力。钻进过程中， 我们人为施加的是泥浆压力P泥。
当P泥＞P破（P漏）则发生井漏；P泥＜P地时，则发生井涌 或井喷。
一 钻井液密度
安全密度窗口问题分析
1、钻井液中固相的类型
一般情况下，钻井液中存在着各种不同组分、不同性质和 不同颗粒尺寸的固相。根据其性质的不同，可将钻井液中 的固相分为两种类型，即活性固相(Active So1ids)和惰性 固相(Inert So1ids)。凡是容易发生水化作用或易与液相 中某些组分发生反应的称为活性固相，反之则称为惰性固 相。前者主要指膨润土，后者包括石英、长石、重晶石以 及造浆率极低的粘土等。除重晶石外，其余的惰性固相均 被认为是有害固相，是需要尽可能加以清除的物质。
➢ 可减轻对钻具的腐蚀； ➢ 可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏； ➢ 可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解； ➢ 有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发挥其效
能。如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂。
四、 钻井液的pH值和碱度
烧碱（即工业用NaOH）是调节钻井液pH值的主要添加剂，有 时也使用纯碱和石灰。
三、钻井液的滤失造壁性
钻井过程中，当钻头钻过渗透性地层时，由于钻井液的液柱 压力一般总是大于地层孔隙压力，在压差作用下，钻井液的 液体便会渗入地层，这种特性常称为钻井液的滤失性 (Filtration Properties of Drilling F1uids)。在液体 发生渗滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着沉积在井壁上 形成一层泥饼(Mud cake)。随着泥饼的逐渐加厚以及在压差 作用下被压实，会对裸眼井壁有效地起到稳定和保护作用， 这就是钻井液的所谓造壁性。由于泥饼的渗透率远远小于地 层的渗透宰，因而形成的泥饼还可有效地阻止钻井液中的固 相和滤液继续侵入地层。
钻井简答
1地层沉积欠压实产生异常高压机理答：沉积物的压实是由于上覆沉积层的重力引起。
当沉积的速度较慢时，沉积层内的岩石颗粒有足够的时间重新紧密排列，并使孔隙减小，孔隙中的流体被挤出。
若地质环境是开放的，被挤出的流体就沿着阻力大小的方向或沿着低压高渗透的方向流动，建立起正常的静液压力环境。
这种正常沉积压实的地层，随着地层埋藏深度的增加，岩石密度增大，孔隙度变小。
在沉积的过程中，建立正常静液压力环境的条件受到影响，如沉积速度过快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒与颗粒间的压力。
随着上覆岩层继续沉积，负荷增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应由岩石颗粒来支撑那部分上覆岩层压力，从而导致异常高压。
异常压力的形成，还需一个密封结构。
最常见的密封结构是一个低渗透的岩层，如纯净的页岩层段。
该封闭结构降低了正常流体的散逸，从而导致欠压实和异常的流体压力。
2、地层流体侵入井眼的征兆有哪些？答：1）钻时加快；2）钻井液池液面升高；3）钻井液返出流量增加；4）返出钻井液温度升高；5）返出钻井液密度变低；6）返出钻井液电导率变低；7）返出钻井液粘度变化；8）循环压力下降；9）地面油气显示；10）大钩负荷增大3.请简述钻柱的作用？答：钻柱的作用有以下几个方面：1)为钻井液由井口流向钻头提供通道2)给钻头施加适当压力（钻压），使钻头的工作刃不断吃入岩石；3)把地面动力（扭矩等）传递给钻头，使钻头不断旋转破损岩石；4)起下钻头；5)根据钻柱的长度计算井深；6)通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层等；7)进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业；8)对地层流体及压力状况进行测试及评价，即钻杆测试，又称中途测试。
5、提高钻头水力参数的途径有：A 提高泵压和泵功率B降低循环系统压耗系数C 增大钻头压降系数D 优选排量6.简述钻铤在钻井过程中的所起的主要作用.答:钻铤处在钻柱的最下部,是下部钻具组合的主要组成部分.钻铤在钻井过程中的所起的主要作用有以下几个方面:1)给钻头施加压力;2)保证压缩条件下的必要强度;3)减轻钻头的振动.摆动和跳动等,使钻头工作平稳;4)控制井斜.7.何谓钻柱的中性点?为什么要保证中性点落在钻铤上?答案:在正常钻进过程中,下放钻柱,把部分钻柱的重力加到钻头上作为钻压,钻压使得钻柱的轴向拉力都减小相应的数值,而且使钻柱的下部受压缩应力的作用.钻柱任意截面上的轴向拉力为Fw=KB(qpLp+qcLc)-WFw--钻进(有钻压)钻柱任意截面上的轴向拉力,KN;W--钻压.KN由上式可以知，作用于钻柱某一截面的轴向拉力等于该截面以下的钻柱浮重减去钻压；上部钻柱受拉力作用，在井口处最大，向下逐渐减小。
函授《钻井液工艺原理》综合复习资料2013.11
《钻井液工艺原理》综合复习资料一、填空题1、钻井过程可能遇到的复杂情况有井漏、井塌、井喷和卡钻。
2、在钻井液中，重晶石用做加重剂，铁铬盐（FCLS）用做降粘剂，LV-CMC用做降虑剂。
3、一般而言，浅层泥页岩吸水后引起井径缩小，深层硬脆性泥页岩易产生崩塌，导致井径扩大。
4、粘土矿物的基本构造单元是硅氧四面体和铝氧八面体。
5、钻井液的主要功能有携带和悬浮岩屑、稳定井壁平衡地层压力、冷却润滑钻头具、传递水动力等。
6、常见粘土矿物有蒙脱石、伊利石、高岭土等。
7、粘土矿物的性质包括带电型、水化膨胀性、表面吸附性等。
8、粘土表面电荷的来源是晶格取代、吸附作用。
9、油包水钻井的主要组成有柴油、水、乳化剂、润湿剂等。
10、粗分散钻井液体系有钙处理钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液等。
11、胶体的稳定性取决于质点间吸引和排斥作用的相对大小，当质点间的斥力大于引力时，质点就稳定；当斥力小于引力时，质点就聚结。
12、油气层敏感性评价包括盐敏、水敏和盐敏等。
13、在钻井液中，重晶石用做加重剂，铁铬盐（FCLS）用做降粘剂，CMC用做降失剂。
14、钻井液类型有水基、油基、气体流体等。
15、粘土矿物1：1型基本结构层由硅氧四面体和铝氧八面体组成。
16、CMC的两个主要性能指标是聚合度、取代度。
17、预胶化淀粉抗温约 120℃，SMP抗温约 180℃。
18、钻井液流变模式有宾汉、卡森、冥律等。
19、要控制渗入地层的滤液量，就必须控制动滤失量；要控制泥饼厚度，就必须控制静滤失量。
20、物质的分散度越高，单位体积内粒子数越多，比表面积越大。
21、高温对粘土的影响有高温分散作用和高温表面钝化作用。
22、蒙脱石的层间引力主要是分子间力，其水化分散性强；高岭石的层间引力主要是氢键，其水化分散性差。
23、亲油的表面活性剂做乳化剂，易形成W/O 型乳状液；亲水的表面活性剂做乳化剂，易形成 O/W 型乳状液。
1、晶格取代：粘土矿物中硅氧四面体中的硅和铝氧八面体中的铝分别被低价的离子取代，而使粘土矿物表面带负电的现象。
钻井液性能与钻井工作的关系
•钻井液性能与钻井工作的关系•钻井液密度与钻井的关系•密度过大有以下害处：•1、损害油气层；•2、降低钻井速度；•3、过大压差造成压差卡钻；•4、易憋漏地层；•5、易引起过高的粘切；•6、多消耗钻井液材料及动力；•7、抗污染能力下降。
•密度过低则容易发生井喷、井塌（尤其是负压钻井）、缩径（对塑性地层，如较纯的粘土、盐岩层等）及携屑能力下降等。
•钻井液粘度、切力与钻井的关系•1、粘度、切力过大有以下害处。
•⑴流动阻力大，能量消耗多，功率低，钻速慢；•⑵净化不良（固控设备不易充分发挥效力），易引起井下复杂情况；•⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、喷、漏和井塌等事故；•⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
•2、粘度和切力过低也不利于钻井，如：•⑴洗井不良，井眼净化效果差；•⑵冲刷井壁加剧，引起井塌等井下事故；•⑶岩屑过细影响录井。
•滤失量和泥饼质量与钻井工作的关系•钻井液滤失量过大，泥饼厚而虚，会引起一系列问题。
•1、易造成地层孔隙堵塞而损害油气层，滤液大量进入油气层，会引起油气层的滲透率等物性变化，损害油气层，降低产能。
•2、泥饼在井壁堆积太厚，环空间隙变小，泵压升高。
•3、易引起泥包钻头，下钻遇阻、遇卡或堵死水眼。
•4、在高滲透地层易造成较厚的滤饼而引起阻卡，甚至发生压差卡钻。
•5、电测不顺利，并且由于钻井液滤液进入地层较深，水侵半径增大，若超过测井仪器所测及的范围，其结果是电测解释不准确而易漏掉油气层。
•6、对松软地层，易泡垮易塌地层，会形成不规则的井眼，引起井漏等。
•泥饼一定要薄、致密、韧性好，能经受钻井液液流的冲刷。
•固相含量与钻井的关系•钻井液中固相含量越低越好，一般控制在0.5％以下。
固相含量过大，有以下危害：•1、固相含量高，钻井液柱压力大，钻速降低。
•2、固相颗粒愈细对钻速影响愈大，而且深入油层会造成永久性堵塞，油气层受损害严重。
•3、固相含量高、滤失量大时，泥饼必然厚，摩阻系数增大，因而易引起井下复杂情况的发生。
泥浆材料检测与应用：钻井液固相含量对钻井作业的影响及其控制
指钻井液循环至地面时，通过一个面积较大 的尺子，使较大的固相颗粒沉降下来的方法。 在上部地层钻井时，常用此方法控制固相含 量。
2.稀释法：
指向钻井液加入分散介质（如水、油），使 钻井液固相含量降低的方法。由于分散介质 的加入还会影响钻井液的其他性能，所以很 少使用此法。
5.化学控制法：
指加入絮凝剂使钻井液中的固相颗粒聚集变大而有利于沉降法或者机械设 备法出去固相的方法。此方法可以除去5μm以下的固相颗粒，而单纯的沉 降法和机械设备法则只能除去5μm以上的固相颗粒。
化学控制法（钻井液中的絮凝剂）
8
钻井液絮凝剂是指能使钻井液中的固相颗粒聚集变大的化学剂。
根据聚合物絮凝剂与泥浆中固相作用的情况，聚合物絮凝剂的类型分 为下列两种：
结语
钻井液固相控制是实现优化钻井的重要手段之一。 正确、有效地进行固控可以降低钻井扭矩和摩阻，减小 环空抽吸的压力波动，减少压差卡钻的可能性，提高钻 井速度，延长钻头寿命，减轻设备磨损，改善下套管件， 增强井壁稳定性，保护油气层，降低钻井费用，从而为 科学钻井的必要条件。钻井液固控是现场钻井液维护和 管理工作中最重要的环节之一。
钻井液固相含量对钻井作业 的影响及其控制
钻井液中的固相及固相的分类
• 钻井液中加重剂、岩屑及黏土等固体颗粒所组成的体系称 为固相。
• 按其作用可分为有用固相和无用固相（也叫有害固相）。 有用固相是指有助于改善钻井液性能的固相，如膨润土、 加重剂（青石粉、重晶石及钛铁矿）等；无用固相是指不 能改善钻井液性能，甚至影响钻井液性能，危害钻井正常 进行的固相。
钻井液固相含量对钻井作业的影响
1.高固相含量的危害
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一般认为以水作为钻井液的钻速是最快的，但 是当往水中加入固相物质之后钻速将会下降。
钻井液固相对钻速的影响与固相类型、 固相含量以及固相颗粒的大小等因素有关。
二、固相含量对钻速的影响
固相含量越高钻速越低。 由下图固相含量与钻速的关系图可知： 在固相含量为0%时钻速最高；钻速随着固相含量的上升明显下降，尤其是在 7%低固相含量范围钻速的下降趋势更显著。同时在以大量统计资料为基础上得 出，当固相含量升高到7%这个点时，钻 速将降低50%，当固相含量在7%范围内时， 固相含量降低1%则钻速至少可以提高10%。 而且当固相含量小于7%时（约相当于密度 1.08g/cm³ ），降低固相含量钻速提高的很 快，但是固相含量大于7%时，降低固相含 量后钻速的提高效果并不明显。
三、固相类型对钻速的影响
• • • • • • • • • 一般认为重晶石、砂子等这类惰性固 相颗粒仅仅会使得钻井液密度增加的 固相对钻速的影响相对与劣质土、钻 屑以及优质粘土的影响较小。钻屑、 劣质土和优质粘土属于活性固相，它 们容易发生水化作用这不仅使得钻井 液密度增加了，更改变了钻井液的性 能（如钻井液的粘度、虑失造壁性等 ），这对钻速的影响比较大。
说明钻井液固相对钻速的影响。
赵春平 石工10班 11021467 乐 杰 石工10班11021468
说明钻井液固相对钻速的影响。
• • • • • 一、钻井液组成 二、固相含量对钻速的影响 三、固相类型对钻速的影响 四、所含的细颗粒固相含 量对钻速的影响
一、钻井液组成
钻井液是由液体、化学处理剂和固体组成的复杂化合物。 可简单的分为固相和液相两部分。 • 液相：配浆流体（清水、淡盐水、海水等） • 固相：配浆粘固相：重晶石、膨润土和一些固相处理剂。 上述这类固相起着维持和调节钻井液性能的作用。 有害固相：劣质土、钻屑和沙粒等。 按固相性质分又分为活性固相和惰性固相。 活性固相：粘土为主要成分的岩屑和粘土，它们的化学、 物理性质受钻井液处理剂和水中离子的影响较大，并能 在水中水化分散，如粘土。 惰性固相：重晶石、石灰石、石英、长石等在 水中不水化分散，一般不受其他条件的影响。
四、所所含的细颗粒固相含量对钻速的影响
• 钻井液所含的细颗粒固相含量越高，对钻速影响越大。有关实验表明，1微米 以上的粗颗粒对钻速的影响还不及直径小于1微米的亚微米颗粒对钻速的影响 的12分之一。特别是在硬地层中，亚微米颗粒对钻速的影响更加显著。有研 究指出，即便固相含量和类型都相同，钻井液的体系不同，钻速也会不同。 劣土和般土比值同为1:1的分散钻井液与不分散钻井液，固相含量相同时钻速 并不一样。特别是在固相含量小于4%时，它们之间的钻速差异更显著。如图 所示 这是因为，不分散钻井液亚微米颗粒含量相对与分散钻井液低得多，而且其 剪切稀释能力较分散钻井液强的多，在喷嘴下的紊流粘度与清水的粘度相比 很接近。
•
谢谢！
2014.10.14